KR20030050999A - Flash eeprom and method for fabricating the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 플래쉬 이이피롬 및 그 제조방법을 개시하며, 개시된 본 발명의 플래쉬 이이피롬은, 소정 깊이의 요홈을 갖는 실리콘 기판; 상기 요홈 저부와 그 측면의 기판 부위에 형성된 소오스 영역과, 상기 요홈 상부의 측면 기판 표면 내에 형성된 드레인 영역; 상기 요홈의 표면 및 소오스/드레인 영역 상에 서로 다른 두께로 형성된 터널산화막; 상기 요홈 내벽의 터널산화막 상에 형성된 플로팅 게이트; 상기 플로팅 게이트 및 터널산화막 상에 형성된 콘트롤 게이트 절연막; 상기 요홈을 매립시키도록 형성된 콘트롤 게이트; 상기 콘트롤 게이트 상에 형성된 콘트롤 게이트 전극; 상기 요홈을 둘러싸면서 상기 콘트롤 게이트 전극과 동일한 높이로 형성된 소자분리막; 상기 콘트롤 게이트 전극 및 이에 인접한 소자분리막 상에 형성된 워드라인; 상기 워드라인 및 소자분리막 상에 형성된 평탄화막; 상기 평탄화막과 소자분리막 내에 상기 소오스 영역 및 드레인 영역과 각각 콘택되도록 형성된 소오스라인용 콘택플러그와 비트라인용 콘택 플러그; 및 상기 평탄화막 상에 상기 소오스라인용 콘택플러그 및 비트라인용 콘택플러그와 각각 콘택하도록 형성된 비트라인과 소오스라인을 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention discloses a flash ypyrom and a method of manufacturing the same. The disclosed flash ypyrom includes: a silicon substrate having recesses having a predetermined depth; A source region formed in the bottom portion of the groove and a substrate portion on the side thereof, and a drain region formed in the side substrate surface on the upper portion of the groove; A tunnel oxide film formed on a surface of the groove and a source / drain region at different thicknesses; A floating gate formed on the tunnel oxide film on the inner wall of the groove; A control gate insulating film formed on the floating gate and the tunnel oxide film; A control gate formed to bury the recess; A control gate electrode formed on the control gate; An isolation layer surrounding the recess and formed at the same height as the control gate electrode; A word line formed on the control gate electrode and a device isolation layer adjacent thereto; A planarization layer formed on the word line and the device isolation layer; A source line contact plug and a bit line contact plug formed in the planarization layer and the device isolation layer to be in contact with the source region and the drain region, respectively; And a bit line and a source line formed to contact the source line contact plug and the bit line contact plug on the planarization layer, respectively.
Description
본 발명은 플래쉬 이이피롬에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 요홈 내에 수직으로 형성시킨 플래쉬 이이피롬 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a flash ypyrom, and more particularly, to a flash ypyrom formed vertically in the groove and a manufacturing method thereof.
플래쉬 이이피롬(Flash EEPROM)은 시스템의 소형화, 경량화 및 휴대화됨에 따라, 프로그램(program) 및 지우기(erase) 특성을 구비한 이피롬(EPROM: Erasable Programmable Read-Only Memory)과 전기적으로 프로그램 및 지우기 특성을 확보하는 이이피롬(EEPROM: Electrically Erasable Programmable ROM)의 장점을 살려 제조된 비휘발성 기억소자의 하나이다.Flash EEPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory) and Programmable Eras (EPROM) and Programmable Eraser (EPROM) are electrically programmed and erased as systems become smaller, lighter and more portable. It is one of the non-volatile memory devices manufactured by taking advantage of the electrically erasable programmable ROM (EEPROM).
이러한 플래쉬 이이피롬은 한 개의 트랜지스터로서 한 비트의 저장 상태를 실현하며, 전기적으로 프로그램과 지우기 동작을 수행한다. 여기서, "플래쉬"란 지우기 동작 동안에 전체 메모리 블럭(Block) 혹은 라아지 블럭(large block)이 동시에 지워진다는 의미를 내포한다.This flash Y pyrom realizes a bit storage state as one transistor, and electrically performs program and erase operations. Here, "flash" implies that the entire memory block or large block is erased at the same time during the erase operation.
이와 같은 플래쉬 이이피롬에 있어서, 프로그램 및 지우기는 12V/5V 겸용 전원을 사용하여 수행하며, 특히, 프로그램 동작은 외부의 고전압에 의한 열전자(hot electron)를 이용하고, 지우기 동작은 F-N(Fowler-Nordheim) 터널링을 이용한다.In such flash Y pyrom, program and erase are performed using a 12V / 5V power supply. In particular, the program operation uses hot electrons by an external high voltage, and the erase operation is FN (Fowler-Nordheim). ) Tunneling is used.
도 1은 종래 기술에 따라 제조된 플래쉬 이이피롬 셀의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a flash Y pyrom cell prepared according to the prior art.
도시된 바와 같이, 플래쉬 이이피롬 셀은 크게 플로팅 게이트(3)와 콘트롤 게이트(5)가 적층된 구조이며, 기판(1)과 플로팅 게이트(3) 사이에는 박막의 터널산화막(2)이 개재되고, 플로팅 게이트(3)와 콘트롤 게이트(5) 사이에는 콘트롤 게이트 절연막(4)이 개재된다. 또한, 게이트 양측의 기판(1) 영역에는 소오스 및 드레인 영역(6, 7)이 형성된다.As shown, the flash Y pyrom cell has a structure in which the floating gate 3 and the control gate 5 are largely stacked, and a thin tunnel oxide film 2 is interposed between the substrate 1 and the floating gate 3. The control gate insulating film 4 is interposed between the floating gate 3 and the control gate 5. In addition, source and drain regions 6 and 7 are formed in the region of the substrate 1 on both sides of the gate.
이와 같은 구조의 플래쉬 이이피롬 셀에 있어서, 상기 소오스 전극(6)은 플로팅 게이트(3)에 축적된 전자를 지우는 역활을 담당하며, 상기 터널산화막(2)은 플로팅 게이트(3)에 축적된 전하가 소오스 영역(6)에 인가된 고전압에 의해 상기 소오스 영역(6)과의 중첩영역을 통하여 터널링되어 지워질 수 있도록 100Å 정도의 두께로 형성된다.In the flash Y pyrom cell having such a structure, the source electrode 6 plays a role of erasing electrons accumulated in the floating gate 3, and the tunnel oxide film 2 is charged in the floating gate 3. Is formed to a thickness of about 100 kW so as to be tunneled and erased through the overlapping region with the source region 6 by the high voltage applied to the source region 6.
한편, 플래쉬 이이피롬에서의 쓰기(wite 또는 program) 동작은 콘트롤 게이트(5)와 드레인 영역(7)에 정(Positive)의 고전압이 인가되는 것에 의해 상기 드레인 영역(7) 부근의 채널에서 발생한 고에너지를 가진 열전자(hot elecrton)가 터널산화막(2)의 포텐셜 장벽을 뛰어 넘어 플로팅 게이트(3)에 주입되어 이행된다.On the other hand, the write (wite or program) operation in the flash Y pyrom is caused by the high voltage generated in the channel near the drain region 7 due to the application of a positive high voltage to the control gate 5 and the drain region 7. Hot elecrtons with energy are injected into the floating gate 3 by jumping over the potential barrier of the tunnel oxide film 2 and carried out.
그러나, 전술한 바와 같은 종래의 플래쉬 이이피롬은 디자인 룰의 감소에 따른 채널 길이의 축소에 어려움이 있기 때문에 고집적화에 한계가 있다.However, the conventional flash Y pyrom as described above has a limitation in high integration because it is difficult to reduce the channel length due to the reduction of the design rule.
또한, 종래의 플래쉬 이이피롬은 플로팅 게이트와 콘트롤 게이트가 단순 적층 구조로 배치된 것으로 인해 게이트들간의 접촉 면적이 작으며, 그래서, 프로그램 및 지우기 특성 향상에 어려움이 있다.In addition, the conventional flash Y pyrom has a small contact area between the gates due to the arrangement of the floating gate and the control gate in a simple stacked structure, so that it is difficult to improve the program and erase characteristics.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 고집적화가 용이하면서 특성 향상이 가능하도록 한 플래쉬 이이피롬 및 그 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a flash Y pyrom and a method for manufacturing the same, which are designed to solve the above problems and to allow for high integration and improved characteristics.
도 1은 종래 기술에 따라 제조된 플래쉬 이이피롬 셀의 단면도.1 is a cross-sectional view of a flash Y pyrom cell prepared according to the prior art.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 플래쉬 이이피롬의 평면도.2 is a plan view of a flash Y pyrom according to an embodiment of the present invention.
도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 실시예에 따른 플래쉬 이이피롬 제조방법을 설명하기 위해 도 2의 A-A'선에 따라 절단하여 도시한 공정별 단면도.3A to 3F are cross-sectional views illustrating a process of cutting according to the AA ′ line of FIG. 2 to illustrate a method for manufacturing a flash Y pyrom according to an embodiment of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
11 : 실리콘 기판 12 : 패드산화막11 silicon substrate 12 pad oxide film
13 : 제1마스크 패턴 14 : 요홈13: first mask pattern 14: groove
15a : 소오스 영역 15b : 드레인 영역15a: source region 15b: drain region
16 : 터널산화막 17 : 플로팅 게이트16 tunnel oxide film 17 floating gate
18 : 콘트롤 게이트 절연막 19 : 콘트롤 게이트18: control gate insulating film 19: control gate
20 : 콘트롤 게이트 전극 21 : 제2마스크 패턴20: control gate electrode 21: second mask pattern
22 : 트렌치 23 : 워드 라인22: trench 23: word line
24 : 평탄화막 25 : 비트라인24 planarization film 25 bit line
26 : 소오스 라인26: source line
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 플래쉬 이이피롬은, 소정 깊이의 요홈을 갖는 실리콘 기판; 상기 요홈 저부와 그 측면의 기판 부위에 형성된 소오스 영역과, 상기 요홈 상부의 측면 기판 표면 내에 형성된 드레인 영역; 상기 요홈의 표면 및 소오스/드레인 영역 상에 상이한 두께로 형성된 터널산화막; 상기 요홈 내벽의 터널산화막 상에 형성된 플로팅 게이트; 상기 플로팅 게이트 및 터널산화막 상에 형성된 콘트롤 게이트 절연막; 상기 요홈을 매립시키도록 형성된 콘트롤 게이트; 상기 콘트롤 게이트 상에 형성된 콘트롤 게이트 전극; 상기 요홈을 둘러싸면서 상기 콘트롤 게이트 전극과 동일한 높이로 형성된 소자분리막; 상기 콘트롤 게이트 전극 및 이에 인접한 소자분리막 상에 형성된 워드라인; 상기 워드라인 및 소자분리막 상에 형성된 평탄화막; 상기 평탄화막과 소자분리막 내에 상기 소오스 영역 및 드레인 영역과 각각 콘택되도록 형성된 소오스라인용 콘택플러그와 비트라인용 콘택 플러그; 및 상기 평탄화막 상에 소오스라인용 콘택플러그 및 비트라인용 콘택플러그와 각각 콘택하도록 형성된 비트라인과 소오스라인을 포함한다.Flash Y pyrom of the present invention for achieving the above object, the silicon substrate having a recess of a predetermined depth; A source region formed in the bottom portion of the groove and a substrate portion on the side thereof, and a drain region formed in the side substrate surface on the upper portion of the groove; A tunnel oxide film formed on a surface of the groove and a source / drain region having a different thickness; A floating gate formed on the tunnel oxide film on the inner wall of the groove; A control gate insulating film formed on the floating gate and the tunnel oxide film; A control gate formed to bury the recess; A control gate electrode formed on the control gate; An isolation layer surrounding the recess and formed at the same height as the control gate electrode; A word line formed on the control gate electrode and a device isolation layer adjacent thereto; A planarization layer formed on the word line and the device isolation layer; A source line contact plug and a bit line contact plug formed in the planarization layer and the device isolation layer to be in contact with the source region and the drain region, respectively; And a bit line and a source line formed to contact the source line contact plug and the bit line contact plug on the planarization layer, respectively.
본 발명의 플래쉬 이이피롬은 드레인 영역 아래에 형성된 핫 케리어 제너레이션 인헨싱(Hot carrier generation Enhancing) 영역을 더 포함한다.The flash Y pyrom of the present invention further includes a hot carrier generation enhancement region formed under the drain region.
본 발명의 플래쉬 이이피롬에 있어서, 상기 요홈은 바람직하게 사각형의 홈으로 구비되며, 상기 터널산화막은 소오스/드레인 영역 상에 형성된 그것이 요홈의 벽면에서 보다 두껍게 형성된다.In the flash Y pyrom of the present invention, the groove is preferably provided with a rectangular groove, and the tunnel oxide film is formed on the source / drain region so that it is thicker than the wall of the groove.
또한, 본 발명의 플래쉬 이이피롬 제조방법은, 실리콘 기판 내에 소정 형상및 깊이의 요홈을 형성하는 단계; 상기 요홈 저부 및 그 측면의 기판 부위와 상기 요홈 상부 측면의 기판 표면 내에 서로 다른 에너지의 이온주입을 2회 수행하여 각각 소오스 영역과 드레인 영역을 형성하는 단계; 상기 요홈의 내벽과 소오스/드레인 영역 상에 열공정을 통해 서로 다른 두께로 터널산화막을 형성하는 단계; 상기 터널 산화막 상에 제1도전막을 증착하는 단계; 상기 제1도전막을 블랭킷 건식식각하여 상기 요홈 내벽의 터널산화막 상에 플로팅 게이트를 형성하는 단계; 상기 플로팅 게이트 및 터널 산화막 상에 콘트롤 게이트 절연막을 형성하는 단계; 상기 콘트롤 게이트 절연막 상에 상기 요홈이 완전 매립되도록 제2도전막을 증착하는 단계; 상기 요홈 내에 콘트롤 게이트가 형성되도록, 상기 터널산화막이 노출될 때까지 상기 제2도전막 및 콘트롤 게이트 절연막을 연마하는 단계; 상기 콘트롤 게이트 물질을 씨드로해서 상기 콘트롤 게이트 상에 소정 높이로 콘트롤 게이트 전극을 형성하는 단계; 상기 터널산화막, 드레인 영역, 기판 및 소오스 영역을 선택적으로 식각하여 소자분리영역을 한정하는 트렌치를 형성하는 단계; 상기 트렌치가 완전 매립되도록 상기 결과물 상에 절연막을 증착하는 단계; 상기 콘트롤 게이트 전극이 노출될 때까지 상기 절연막을 연마하여 소자분리막을 형성하는 단계; 상기 콘트롤 게이트 전극 및 소자분리막 상에 워드라인을 형성하는 단계; 상기 워드라인 및 소자분리막 상에 평탄화막을 형성하는 단계; 상기 평탄화막 및 소자분리막 내에 상기 소오스 영역 및 드레인 영역과 각각 콘택되는 제1 및 제2콘택플러그를 형성하는 단계; 및 상기 평탄화막 상에 제1 및 제2콘택플러그와 각각 콘택되는 소오스라인 및 비트라인을 형성하는 단계를 포함한다.In addition, the method of manufacturing a flash Y pyrom of the present invention, forming a groove of a predetermined shape and depth in the silicon substrate; Performing ion implantation of different energies twice in the substrate portion on the bottom of the groove and its side and on the substrate surface on the upper side of the groove to form source and drain regions, respectively; Forming a tunnel oxide film having a different thickness on the inner wall of the groove and a source / drain region through a thermal process; Depositing a first conductive film on the tunnel oxide film; Blanket etching the first conductive film to form a floating gate on the tunnel oxide film of the inner wall of the groove; Forming a control gate insulating film on the floating gate and the tunnel oxide film; Depositing a second conductive film so as to completely fill the groove on the control gate insulating film; Polishing the second conductive film and the control gate insulating film until the tunnel oxide film is exposed so that a control gate is formed in the groove; Forming a control gate electrode at a predetermined height on the control gate using the control gate material as a seed; Selectively etching the tunnel oxide layer, the drain region, the substrate, and the source region to form a trench defining a device isolation region; Depositing an insulating film on said resultant such that said trench is completely buried; Forming an isolation layer by polishing the insulating layer until the control gate electrode is exposed; Forming a word line on the control gate electrode and the isolation layer; Forming a planarization layer on the word line and the isolation layer; Forming first and second contact plugs in the planarization and isolation layers, the first and second contact plugs contacting the source and drain regions, respectively; And forming a source line and a bit line contacting the first and second contact plugs, respectively, on the planarization layer.
본 발명의 플래쉬 이이피롬 제조방법은 상기 드레인 영역의 형성 전, 또는, 그 후에 핫 케리어 제너레이션 인헨싱(Hot carrier generation Enhancing) 영역을 형성하는 단계를 더 포함한다.The method of manufacturing a flash y-pyrom according to the present invention further includes forming a hot carrier generation enhancement region before or after the formation of the drain region.
본 발명의 플래쉬 이이피롬 제조방법에 있어서, 상기 요홈은 사각형의 홈으로 형성하며, 상기 터널산화막은 소오스 및 드레인 영역 상에서 요홈의 내벽 보다 더 두껍게 형성된다.In the method of manufacturing a flash y-pyrom of the present invention, the groove is formed into a rectangular groove, and the tunnel oxide film is formed thicker than the inner wall of the groove on the source and drain regions.
또한, 본 발명의 플래쉬 이이피롬 제조방법에 있어서, 상기 트렌치를 형성하는 단계는, 상기 콘트롤 게이트 전극 및 소자분리막 상에 소자분리영역을 한정하는 마스크 패턴을 형성하는 단계; 상기 마스크 패턴을 식각마스크로해서 상기 마스크 패턴에 의해 가려지지 않은 소자분리막 영역과 그 하부의 터널산화막, 드레인 영역 및 기판을 1차 식각하는 단계; 및 상기 1차 식각에 의해 노출된 소오스 영역의 소정 두께를 2차로 식각하는 단계를 포함하여 이루어지며, 상기 2차 식각은 바람직하게 200∼500Å의 두께를 식각한다.The method may further include forming a trench on the control gate electrode and the isolation layer; forming a mask pattern defining an isolation region on the control gate electrode and the isolation layer; First etching the device isolation layer region not covered by the mask pattern, the tunnel oxide layer, the drain region, and the substrate below the mask pattern as an etch mask; And etching a predetermined thickness of the source region exposed by the primary etching in a secondary manner, wherein the secondary etching preferably etches a thickness of 200 to 500 mm 3.
본 발명에 따르면, 각 셀이 요홈 내에 수직으로 형성된 구조이므로, 셀 면적의 감소가 가능하게 되어 고집적화를 달성할 수 있고, 아울러, 게이트들간의 접촉 면적 증대는 물론 터널산화막의 두께 감소 벡터에 크게 영향을 받지 않게 되어 특성 향상을 기대할 수 있다.According to the present invention, since each cell is formed vertically in the groove, it is possible to reduce the cell area to achieve high integration, and also to increase the contact area between the gates and greatly influence the thickness reduction vector of the tunnel oxide film. It can be expected to improve the characteristics by not receiving.
(실시예)(Example)
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 플래쉬 이이피롬의 평면도이다.2 is a plan view of a flash Y pyrom according to an embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 기판 내에 수 개의 요홈(14)이 구비되고, 각 요홈(14) 내에는 터널산화막(16), 플로팅 게이트(17), 콘트롤 게이트 절연막(18) 및 콘트롤 게이트(19)가 그 벽면을 따라 차례로 설치된다.As shown, several grooves 14 are provided in the substrate, and each groove 14 includes a tunnel oxide film 16, a floating gate 17, a control gate insulating film 18, and a control gate 19. It is installed along the wall in turn.
또한, 워드라인(23)이 각 셀의 콘트롤 게이트 전극(20)와 콘택하면서 일방향으로 연장 배치되고, 비트라인(25)이 각 셀의 드레인 영역(도시안됨)과 콘택하면서 상기 워드라인(23)과 교차하는 방향으로 연장 배치된다.The word line 23 extends in one direction while being in contact with the control gate electrode 20 of each cell, and the bit line 25 is in contact with the drain region (not shown) of each cell. It extends in the direction which intersects with.
아울러, 소오스 라인(26)이 수 개의 비트라인(25) 다음에 그와 평행하게 연장 배치되며, 이 소오스 라인(26)은 소오스 라인 콘택(SC)을 통해 소오스 영역(도시안됨)과 콘택된다.In addition, a source line 26 extends in parallel with and after several bit lines 25, which are in contact with the source region (not shown) via the source line contact SC.
이와 같은 구조의 본 발명에 따른 플래쉬 이이피롬은 요홈 내에 수직으로 설치된 구조이므로, 단지, 요홈의 깊이를 증가시키는 것으로부터 소망하는 채널 길이를 확보할 수 있고, 따라서, 디자인 룰(design rule)에 크게 영향을 받지 않게 되는 바, 고집적화에 매우 유리하다.Since the flash Y pyrom according to the present invention having such a structure is installed vertically in the groove, it is possible to secure a desired channel length only by increasing the depth of the groove, thus greatly increasing the design rule. Since it is not affected, it is very advantageous for high integration.
또한, 통상의 플래쉬 이이피롬은 플로팅 게이트와 콘트롤 게이트가 단순 적층된 구조를 갖기 때문에 게이트들간의 커플링 캐패시턴스 레시오(ratio)의 향상에 한계를 갖지만, 본 발명의 플래쉬 이이피롬은 게이트들간의 접촉 면적이 상대적으로 증대되므로 향상된 커플링 캐패시턴스 레시오를 갖게 되는 바, 프로그램 및 지우기 특성의 향상을 얻게 된다.In addition, since the conventional flash Y pyrom has a structure in which the floating gate and the control gate are simply stacked, there is a limitation in improving the coupling capacitance ratio between the gates. The area is relatively increased, resulting in an improved coupling capacitance recipe, resulting in improved program and erase characteristics.
게다가, 터널산화막의 두께 변화에 큰 영향을 받지 않으므로, 소자의 신뢰성도 확보할 수 있다.In addition, since it is not greatly influenced by the change in the thickness of the tunnel oxide film, the reliability of the device can be ensured.
도 3a 내지 도 3f는 본 발명의 실시예에 따른 플래쉬 이이피롬 셀의 제조방법을 설명하기 위해 도 2의 A-A'선에 따라 절단하여 도시한 공정별 단면도로서, 이를 설명하면 다음과 같다.3A to 3F are cross-sectional views illustrating processes according to the line AA ′ of FIG. 2 to illustrate a method for manufacturing a flash y-pyrom cell according to an embodiment of the present invention.
도 3a를 참조하면, 공지의 방법에 따라 표면 내부에 p-웰(도시안됨)이 형성된 실리콘 기판(11)을 마련한다. 그런다음, 열공정을 통해 상기 기판(11) 상에 패드산화막(12)을 형성하고, 상기 패드산화막(12) 상에 마스크막, 예컨데, 감광막의 도포, 노광 및 현상을 통해 요홈 형성용 제1마스크 패턴(13)을 형성한다.Referring to FIG. 3A, a silicon substrate 11 having a p-well (not shown) is formed inside a surface according to a known method. Thereafter, a pad oxide film 12 is formed on the substrate 11 through a thermal process, and a mask film, for example, a photoresist film is coated on the pad oxide film 12, and the first groove for forming grooves is exposed. The mask pattern 13 is formed.
이어서, 상기 제1마스크 패턴(13)을 식각장벽으로해서 노출된 패드산화막 영역 및 그 하부의 실리콘 기판 영역을 소정 깊이만큼 식각하여 요홈(14)를 형성한다. 여기서, 상기 식각은 RIE(Reactive Ion Etching) 방식으로 수행하며, 특히, 상기 요홈(14)은 바람직하게 소망하는 채널 길이에 해당하는 깊이로 형성한다. 아울러, 상기 요홈(14)은 바람직하게 사각형의 홈으로 형성한다.Subsequently, the recess 14 is formed by etching the exposed pad oxide layer region and the lower silicon substrate region by a predetermined depth using the first mask pattern 13 as an etch barrier. In this case, the etching is performed by a reactive ion etching (RIE) method, in particular, the groove 14 is preferably formed to a depth corresponding to the desired channel length. In addition, the groove 14 is preferably formed as a rectangular groove.
도 3b를 참조하면, 제1마스크 패턴 및 패드산화막을 제거한 상태에서, 서로 다른 에너지의 이온주입 공정을 연속해서 2회 수행하여 요홈(14)의 저부 및 그 측면의 기판 부위에 소오스 영역(15a)을 형성하고, 또한, 요홈(14)의 상부 외측의 기판 부위에 드레인 영역(15b)을 형성한다.Referring to FIG. 3B, in a state in which the first mask pattern and the pad oxide film are removed, the ion implantation process of different energies is performed twice in succession so that the source region 15a is formed at the bottom of the groove 14 and the substrate portion of the side surface thereof. And the drain region 15b is formed in the substrate portion on the upper outer side of the recess 14.
도 3c를 참조하면, 상기 단계까지 결과물을 열적으로 산화(oxidation) 및 질화(nitridation)시켜, 요홈(14)의 벽면과 소오스 영역(15a) 및 드레인 영역(15b)의 표면 상에 실리콘산화막(SiO2)으로된 터널산화막(16)을 형성한다. 이때, 상기 노출된 소오스 및 드레인 영역(15a, 15b)의 표면 상에 형성되는 터널산화막(16)은, 도핑 농도 의존성에 따라, 요홈(14)의 벽면에 형성되는 그것 보다 상대적으로 두껍게, 예컨데, 5∼7배 이상 두껍게 형성된다. 아울러, 노출된 소오스 및 드레인 영역(15a, 15b)의 표면 일부가 함께 산화된다.Referring to FIG. 3C, the resultant is thermally oxidized and nitridated until the step, so that the silicon oxide film (SiO 2) is formed on the wall surface of the groove 14 and the surface of the source region 15a and the drain region 15b. A tunnel oxide film 16 is formed. In this case, the tunnel oxide film 16 formed on the surface of the exposed source and drain regions 15a and 15b is relatively thicker than that formed on the wall surface of the recess 14, depending on the doping concentration dependency. 5-7 times or more thick. In addition, portions of the surfaces of the exposed source and drain regions 15a and 15b are oxidized together.
계속해서, 상기 터널산화막(16) 상에 플로팅 게이트용 도전막, 바람직하게 폴리실리콘막을 증착하고, 이를 식각마스크의 사용없이 블랭킷(blanket)으로 이방성 건식식각하여 요홈(14)의 측벽에 플로팅 게이트(17)을 형성한다. 그런다음, 상기 터널산화막(16)과 플로팅 게이트(17) 상에 ONO막과 같은 콘트롤 게이트용 절연막(18)을 증착한 후, 상기 요홈(14)이 완전 매립되도록 상기 ONO막(18) 상에 콘트롤 게이트용 도전막, 바람직하게, 폴리실리콘막을 증착한 상태에서, 상기 터널산화막(16)이 노출될 때까지 공지의 화학적기계연마(Chemical Mechanical Polishing: 이하, CMP) 공정으로 상기 도전막 및 절연막을 연마하여 표면 평탄화를 달성함과 동시에 상기 요홈(14) 내에 콘트롤 게이트(19)를 형성한다.Subsequently, a conductive film for a floating gate, preferably a polysilicon film, is deposited on the tunnel oxide film 16, and then anisotropic dry etching with a blanket without use of an etching mask is performed on the sidewall of the groove 14 to form a floating gate ( 17). Then, after depositing a control gate insulating film 18, such as an ONO film, on the tunnel oxide film 16 and the floating gate 17, on the ONO film 18 so that the recess 14 is completely embedded. In the state of depositing a control gate conductive film, preferably, a polysilicon film, the conductive film and the insulating film are formed by a known chemical mechanical polishing (CMP) process until the tunnel oxide film 16 is exposed. Polishing to achieve surface planarization and at the same time to form a control gate 19 in the recess 14.
도 3d를 참조하면, 콘트롤 게이트 물질을 씨드(seed)로해서 노출된 콘트롤 게이트(19) 상에 선택적으로 폴리실리콘(20)을 성장시킨다. 상기 폴리실리콘(20)은 제조 완료된 플래쉬 이이피롬 셀에서 콘트롤 게이트 전극의 역할을 하므로, 이하, 도면부호 20은 콘트롤 게이트 전극을 칭하는 것으로 한다.Referring to FIG. 3D, polysilicon 20 is selectively grown on exposed control gate 19 with seed as the control gate material. Since the polysilicon 20 serves as a control gate electrode in the manufactured flash ypyrom cell, reference numeral 20 denotes a control gate electrode.
도 3e를 참조하면, 상기 단계까지의 결과물 상에 감광막의 도포, 노광 및 현상을 수행하여 소자분리영역을 한정하는 제2마스크 패턴(21)을 형성한다. 그런다음, 제2마스크 패턴(21)에 의해 가려지지 않은 터널산화막 영역 및 그 하부의 드레인 영역 및 기판 영역을 1차로 식각한 후, 1차 식각에 의해 노출된 소오스 영역의 일부 두께, 예컨데, 표면으로부터 200∼500Å의 두께 만큼을 2차로 식각하여 트렌치(22)를 형성한다.Referring to FIG. 3E, the second mask pattern 21 defining the device isolation region is formed by applying, exposing and developing the photoresist on the resultant layer up to the above step. Then, the tunnel oxide layer region and the drain region and the substrate region below which are not covered by the second mask pattern 21 are first etched, and then some thickness of the source region exposed by the first etch, for example, the surface The trench 22 is formed by secondly etching a thickness of 200 to 500 mm 3 from the second.
도 3f를 참조하면, 제2마스크 패턴을 제거한 상태에서, 트렌치가 완전 매립되도록 상기 단계까지의 결과물 상에 산화막을 두껍게 증착하고, 그런다음, 콘트롤 게이트 전극(20)이 노출될 때까지 CMP 공정으로 상기 산화막을 연마하여 소자분리막(22)을 형성한다. 이어서, 상기 소자분리막(22) 및 콘트롤 게이트 전극(20) 상에 워드라인용 도전막을 증착하고, 이를 패터닝하여 상기 콘트롤 게이트 전극(20)과 콘택되는 워드라인(23)을 형성한다. 그런다음, 상기 워드라인(23) 및 소자분리막(22) 상에 평탄화막(24)을 증착한 후, 그 표면을 CMP 공정을 연마하여 평탄화시킨다.Referring to FIG. 3F, in a state in which the second mask pattern is removed, an oxide film is thickly deposited on the resultant material up to the step so that the trench is completely buried, and then, in a CMP process until the control gate electrode 20 is exposed. The oxide film is polished to form the device isolation film 22. Subsequently, a word line conductive film is deposited on the device isolation layer 22 and the control gate electrode 20, and patterned to form a word line 23 in contact with the control gate electrode 20. Thereafter, after the planarization film 24 is deposited on the word line 23 and the device isolation layer 22, the surface of the word line 23 and the device isolation layer 22 is polished and polished to make the CMP process smooth.
다음으로, 평탄화막(24), 소자분리막(22), 콘트롤 게이트 절연막(18) 및 터널산화막(16)의 일부분을 선택적으로 식각하여 드레인 영역(15b)을 노출시키는 콘택홀을 형성하고, 이어, 상기 콘택홀 내에 플러그용 도전막을 매립시켜 비트라인용 콘택 플러그(25)를 형성한다. 이때, 도시하지는 않았으나, 상기 콘택홀의 형성시에는 소오스 영역(15a)의 일부분을 노출시키는 콘택홀을 함께 형성하며, 아울러, 비트라인용 콘택플러그(25)의 형성시에는 소오스 영역(15a)을 노출시키도록 형성된 콘택홀 내에도 도전막을 매립시켜 소오스용 콘택플러그를 함께 형성한다.Next, a portion of the planarization film 24, the device isolation film 22, the control gate insulating film 18, and the tunnel oxide film 16 is selectively etched to form a contact hole exposing the drain region 15b. A plug conductive film is embedded in the contact hole to form a bit line contact plug 25. At this time, although not shown, a contact hole for exposing a portion of the source region 15a is formed together when the contact hole is formed, and the source region 15a is exposed when the bit line contact plug 25 is formed. A conductive film is also embedded in the contact hole formed so as to form a source contact plug together.
계속해서, 콘택플러그(25) 및 평탄화막(24) 상에 소정 도전막, 예컨데, 폴리실리콘막을 증착한 상태에서, 이를 패터닝하여 상기 비트라인용 콘택플러그(25)와콘택되는 비트라인(26)을 형성하고, 아울러, 소오스용 콘택플러그와 콘택되는 소오스 라인을 형성하여, 본 발명의 플래쉬 이이피롬을 완성한다.Subsequently, in a state in which a predetermined conductive film, such as a polysilicon film, is deposited on the contact plug 25 and the planarization film 24, the bit line 26 contacted with the bit line contact plug 25 by patterning it. And a source line contacted with the source contact plug, thereby completing the flash Y pyrom of the present invention.
상기와 같은 공정에 따라 제조되는 본 발명의 플래쉬 이이피롬은, 전술한 바와 같이, 요홈 내에 수직으로 형성되는 바, 고집적화에 매우 유리하게 적용할 수 있으며, 아울러, 터널산화막의 두께 변화에 큰 영향을 받지 않음은 물론 게이트들간의 접촉 면적을 증대시킬 수 있어서 그 특성을 향상시킬 수 있다.The flash Y pyrom of the present invention prepared according to the above process, as described above, is formed vertically in the groove, can be very advantageously applied to high integration, and also has a great effect on the thickness change of the tunnel oxide film Of course, the contact area between the gates can be increased, thereby improving its characteristics.
한편, 전술한 본 발명의 실시예에 있어서는 소자분리막의 형성을 콘트롤 게이트의 형성 후에 수행하였지만, 공정 초기, 예컨데, 웰 형성 이전에 수행하는 것도 가능하다.Meanwhile, in the above-described embodiment of the present invention, the device isolation film is formed after the control gate is formed, but it is also possible to perform the process early, for example, before the well formation.
아울러, 본 발명의 실시예에 있어서는 소오스 및 드레인 영역의 형성을 요홈이 형성 이후에 수행하였지만, 상기 요홈의 형성 이전에 수행하는 것도 가능하다.In addition, in the embodiment of the present invention, the source and drain regions are formed after the grooves are formed, but it is also possible to perform the grooves before the grooves are formed.
또한, 드레인 영역의 형성 이전, 또는 형성 후에 상기 드레인 영역의 바로 아래에 핫 케리어 제너레이션 인헨싱(Hot carrier generation Enhancing) 영역을 형성할 수 있으며, 이때, 상기 영역은 이온주입 뿐만 아니라, PSG 또는 BPG의 사용으로 형성할 수 있다.In addition, a hot carrier generation enhancement region may be formed immediately before or after the formation of the drain region, wherein the region is formed of PSG or BPG as well as ion implantation. It can be formed by use.
따라서, 본 발명은 그 요지가 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.Therefore, this invention can be implemented in various changes in the range which does not deviate from the summary.
이상에서와 같이, 본 발명은 요홈 내부에 플래쉬 이이피롬을 구현함으로써, 디자인 룰의 감소에 영향을 받음이 없이 소망하는 채널 길이를 확보할 수 있으며,따라서, 고집적화를 달성할 수 있다.As described above, according to the present invention, by implementing a flash Y pyrom in the groove, it is possible to secure a desired channel length without being influenced by the reduction of the design rule, and thus high integration can be achieved.
또한, 본 발명은 요홈 내부에 플래쉬 이이피롬을 구현하므로, 플로팅 게이트와 콘트롤 게이트간의 접촉 면적을 증대시킬 수 있고, 이에 따라, 프로그램 및 지우기 등의 특성 향상을 기대할 수 있다.In addition, since the present invention implements a flash Y pyrom in the recess, it is possible to increase the contact area between the floating gate and the control gate, thereby improving the characteristics of the program and erase.
게다가, 본 발명은 트렌치 캐패시터의 개념처럼 요홈 내부에 플래쉬 이이피롬을 구현한 것이므로, SOC(System On a Chip)의 구현을 용이하게 할 수 있다.In addition, since the present invention implements a flash Y pyrom in the recess like the concept of a trench capacitor, it is possible to facilitate the implementation of a system on a chip (SOC).
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| KR0123781B1 (en) * | 1994-01-13 | 1997-11-25 | 문정환 | Eprom semiconductor device and the fabricating method thereof |
| JP3403877B2 (en) * | 1995-10-25 | 2003-05-06 | 三菱電機株式会社 | Semiconductor memory device and manufacturing method thereof |
| KR100370147B1 (en) * | 1996-10-02 | 2003-07-18 | 주식회사 하이닉스반도체 | Structure of flash eeprom cell and manufacturing method thereof |
| DE19845003C1 (en) * | 1998-09-30 | 2000-02-10 | Siemens Ag | Vertical MOS transistor in semiconductor substrate |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6977201B2 (en) | 2003-10-06 | 2005-12-20 | Dongbuanam Semiconductor Inc. | Method for fabricating flash memory device |
| KR100771553B1 (en) * | 2006-11-07 | 2007-10-31 | 주식회사 하이닉스반도체 | A buried nonvolatile memory device having a charge trap layer and a manufacturing method thereof |
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